PAGE12-第3節細胞呼吸的原理和應用學習目標1.理解細胞呼吸的基本過程與場所,說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。2.理解細胞呼吸的原理,并探討其在生產和生活中的應用。3.進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。課堂探究導入新課運動員進行體育競賽時,呼吸快慢在發生改變。由此設問:人體運動過程中所需能量從何而來?進入人體的氧氣到哪兒去了,有何作用?自主合作探究探究一、細胞呼吸的概念及類型【自主學習1】閱讀課本P90文本,總結細胞呼吸的概念和類型。細胞呼吸是指細胞內的有機物,并釋放的過程。細胞呼吸分為呼吸和呼吸兩種類型。

探究二、有氧呼吸【自主學習2】閱讀課本P92~93文本,查看“圖5-9有氧呼吸過程的圖解”,分析并回答下列問題。(1)真核細胞中,有氧呼吸的基本過程可分為幾個階段,分別發生在什么場所?(2)有氧呼吸過程中,水是第幾階段的反應物,又是哪一階段的產物?(3)有氧呼吸過程中,CO2產生于第幾階段,O2在第幾階段參加反應?(4)有氧呼吸過程中,哪個階段產生的還原氫最多,還原氫在什么場所被利用?(5)有氧呼吸生成的水和CO2中的氧原子分別來自什么物質?【例1】圖示為真核細胞內葡萄糖徹底氧化分解的基本過程,其中A、B、C等代表物質或能量,①②③④表示過程或場所。請據圖作答:(1)圖中的A是,C是,D是,E是。

(2)過程④發生在,過程③發生在;能產生[H]的過程是(填序號),[H]被利用的過程是(填序號),能合成大量ATP的過程是(填序號),能合成ATP的過程是(填序號)。

(3)過程②中,物質D需穿過層磷脂雙分子層,運輸方式可能是。若①③④表示場所,CO2濃度最高的部位是(填序號)。

(4)產物水中的氫來自(填物質);若給細胞供應18O2,一段時間后,含有18O的物質是(填序號)。

[自主總結1](1)有氧呼吸的基本過程第1階段第2階段第3階段場所條件反應物產物釋放能量多少合成ATP多少(2)寫出有氧呼吸總反應式,并標出產物中各原子的來源(以葡萄糖為例)。(3)有氧呼吸的定義是什么?探究三、無氧呼吸[合作探究1]閱讀課本P94~96文本,總結并回答下列問題。(1)真核細胞中,無氧呼吸的過程可分為幾個階段,分別發生在什么場所?(2)無氧呼吸在第幾階段有能量釋放和ATP的合成,未釋放的能量儲存在什么物質中?(3)哪些生物的無氧呼吸生成酒精,哪些生物的無氧呼吸生成乳酸?[自主總結2](1)無氧呼吸的基本過程第1階段第2階段場所條件反應物產物釋放能量多少合成ATP多少(2)無氧呼吸產生酒精的生物有,無氧呼吸能產生乳酸的生物有。

(3)無氧呼吸的總反應式(以葡萄糖為例):、。

(4)無氧呼吸的定義是什么?【例2】民間利用大米釀造米酒:將蒸熟的大米趁熱裝入缸甕中,并插上很多孔洞,蓋上木制蓋子。待冷卻至室溫后,在米飯上撒入酒曲(酵母菌),在室溫條件下進行發酵,發覺米飯漸漸變稀,產生泡沫,過一段時間后才出現酒味。發酵結束后進行過濾,收集濾液。請分析作答:(1)將大米蒸熟并趁熱裝入容器,其目的是。待米飯降至室溫后接種酵母菌,緣由是。

(2)發酵的早期階段,米飯漸漸變稀是的結果,后來出現酒味是的結果。

(3)如何檢測有無CO2與酒精的產生,方法依次為、。

(4)整個釀酒過程中,酵母菌細胞呼吸的反應式為。

探究四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較(以真核細胞中葡萄糖的氧化分解為例)[合作探究2]有氧呼吸與無氧呼吸的比較(填表,以葡萄糖的氧化分解為例)有氧呼吸無氧呼吸場所條件反應物終產物[H]的產生[H]作用與利用釋放能量多少合成ATP多少共同點探究五、探究酵母菌細胞呼吸的方式【自主學習3】閱讀課本P90~91“探究酵母菌細胞呼吸的方式”,總結并回答下列問題。(1)試驗原理酵母菌在和條件下均能進行細胞呼吸,屬于兼性厭氧菌。在有氧的條件下,酵母菌通過細胞呼吸產生大量的和水。在的條件下,酵母菌通過細胞呼吸產生和少量的。

(2)CO2的檢測方法CO2可使澄清石灰水變,也可使溶液由變再變。依據石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色時間的長短,可以檢測酵母菌培育液中CO2狀況。

(3)酒精的檢測方法橙色的溶液,在性條件下與酒精發生化學反應,變成。

探究六、影響細胞呼吸的環境因素【合作探究3】(1)溫度:通過影響而影響細胞呼吸。在肯定范圍內,細胞呼吸的速率隨溫度的上升而明顯加快,但超過肯定的溫度后,細胞呼吸反而會減弱,甚至停止。

(2)O2濃度:(下圖為O2濃度對細胞呼吸的影響,據圖作答)①O2濃度=0時進行;0<O2濃度<10%進行;O2濃度≥10%時進行。

②細胞呼吸產生CO2最慢的是點。

③葡萄糖的氧化分解過程中,線段AB=BC,此表明有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量。

(3)CO2濃度:對細胞呼吸具有作用。

(4)含水量:在肯定范圍內,細胞呼吸強度隨含水量增加而。

探究七、細胞呼吸原理在生產和生活上的應用【自主學習4】閱讀課本P95資料分析“細胞呼吸原理的應用”,總結細胞呼吸原理的應用。下列實例中,應用了有氧呼吸原理的是,應用了無氧呼吸原理的是,應用了有氧呼吸和無氧呼吸原理的是。

①包扎傷口時選用透氣消毒紗布②酵母菌釀酒時先通氣,后密封③花盆常常松土和作物栽培中中耕松土④稻田定期排水⑤提倡慢跑⑥糧油種子的貯藏降低含水量、降低溫度⑦在保鮮果實和蔬菜時降低溫度、降低O2濃度、增加CO2濃度核心素養專練1.下列關于細胞內葡萄糖分解成丙酮酸的敘述,正確的是()A.發生在線粒體中B.需在有氧條件下進行C.不產生CO2 D.反應速率不受溫度影響2.有氧呼吸中,CO2產生于()A.[H]與O2的結合過程B.水作為反應物被利用的過程C.丙酮酸的產生過程D.[H]與ATP的生成過程3.在有氧呼吸中,進入細胞內的氧氣()A.將丙酮酸氧化成CO2B.參加ATP的形成C.將葡萄糖分解成丙酮酸D.與氫反應生成水4.有氧呼吸與無氧呼吸的相同點是()①都在線粒體中進行②都須要酶③都需O2④都產生ATP⑤都經過生成丙酮酸的反應A.②④⑤B.②③⑤C.②③④ D.①②⑤5.右圖表示細胞呼吸過程中葡萄糖分解的兩個途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于()A.線粒體、線粒體和細胞質基質B.線粒體、細胞質基質和線粒體C.細胞質基質、線粒體和細胞質基質D.細胞質基質、細胞質基質和線粒體6.在細胞質基質和線粒體內均能完成的是()A.葡萄糖→丙酮酸 B.丙酮酸→酒精C.ADP+Pi+能量→ATP D.[H]+O2→H2O7.下列關于植物細胞呼吸的敘述,正確的是()A.中間產物丙酮酸可以通過線粒體雙層膜B.是否產生CO2是兩種細胞呼吸方式的主要區分C.高等植物進行有氧呼吸,不能進行無氧呼吸D.與高等動物相比獨有的細胞呼吸產物是乳酸8.(不定項選擇題)下列與微生物呼吸有關的敘述,錯誤的是()A.肺炎雙球菌無線粒體,但能進行有氧呼吸B.乳酸菌在無氧呼吸的各反應階段均能生成少量的ATPC.破傷風芽孢桿菌相宜生活在有氧的環境中D.有氧和無氧時,酵母菌呼吸作用產物不同9.(不定項選擇題)下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時,CO2釋放量和O2汲取量的改變。下列相關敘述錯誤的是(雙選)()A.氧濃度為a時,有氧呼吸最弱B.氧濃度為b時,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是無氧呼吸的1/3C.氧濃度為c時,最適于貯藏該植物器官D.氧濃度為d時,有氧呼吸強度與無氧呼吸強度相等10.(不定項選擇題)將等量且足量的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中,1h后測定O2的汲取量和CO2的釋放量,如下表:O2濃度改變量01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2釋放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.80.8下列有關敘述錯誤的是()A.蘋果果肉細胞在O2濃度為0%~3%和5%~25%時,分別進行無氧呼吸和有氧呼吸B.貯藏蘋果時,應選擇O2濃度為5%的相宜環境條件C.O2濃度越高,蘋果果肉細胞有氧呼吸越旺盛,產生ATP越多D.蘋果果肉細胞進行無氧呼吸時,產生乳酸和二氧化碳11.(不定項選擇題)下圖所示為不同距離的跑步過程中,有氧呼吸和無氧呼吸供能的百分比。下列說法正確的是()A.跑步距離越長,無氧呼吸供能所占比例越大B.1500米跑時,有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖的量相當C.100米跑時,所需ATP主要由無氧呼吸產生D.馬拉松跑時,肌肉細胞呼吸釋放的CO2量與汲取的O2量之比為1∶112.下圖為某生物體內的細胞呼吸,其中序號①~④代表過程,字母A~D代表細胞呼吸產生的物質。請據圖回答下列問題:(1)圖示中,物質A為,物質B為,物質C為。

(2)在人體內進行的有氧呼吸過程包括(填序號),可發生在人體細胞中的過程是(填序號),發生在神經元細胞質基質中的過程是(填序號)。

(3)水作為反應物利用的過程是(填序號),合成大量ATP的過程是(填序號),在酵母菌細胞內進行的過程是(填序號),有CO2產生的過程是(填序號)。

(4)產物水中的氫原子來自物質、氧原子來自物質;反應物水中的氧原子進入物質、氫原子進入物質中。若將葡萄糖中的氧原子標記為18O,則經動物細胞呼吸后,含18O的物質是。

參考答案自主合作探究探究一【自主學習1】氧化分解能量有氧無氧探究二【自主學習2】(1)有氧呼吸包括第一、其次、第三,共三個階段,依次發生在細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜上。(2)其次階段第三階段(3)其次階段第三階段(4)其次階段線粒體內膜(5)O2葡萄糖和水【例1】(1)丙酮酸CO2O2能量(2)線粒體內膜線粒體基質①③④④①③④(3)2自由擴散③(4)葡萄糖和水C、F[自主總結1](1)第1階段第2階段第3階段場所細胞質基質線粒體基質線粒體內膜條件酶酶O2、酶反應物C6H12O6丙酮酸、H2O[H]、O2產物丙酮酸、[H]CO2、[H]H2O釋放能量多少少少多合成ATP多少少少多(2)(3)是指細胞在氧的參加下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生CO2和水,同時釋放能量,生成大量ATP的過程。探究三[合作探究1](1)兩個階段細胞質基質(2)第一階段酒精或乳酸(3)植物和酵母菌等生物。高等動物、馬鈴薯的塊莖、甜菜塊根、玉米胚等細胞及乳酸菌等。[自主總結2](1)第1階段第2階段場所細胞質基質細胞質基質條件無氧、酶無氧、酶續表第1階段第2階段反應物葡萄糖丙酮酸、[H]產物丙酮酸、[H]乳酸或酒精和CO2釋放能量多少少無合成ATP多少少無(2)酵母菌、多數植物乳酸菌、動物、馬鈴薯的塊莖、甜菜的塊根和玉米的胚等。(3)C6H12O62C3H6O3+少量能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量(4)細胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物不徹底的氧化分解,產生酒精和CO2或乳酸,釋放少量能量,生成少量ATP的過程?！纠?】(1)汲取足夠的水分并滅菌防止高溫殺死酵母菌(2)有氧呼吸產生水無氧呼吸產生酒精(3)通入澄清石灰水,看其是否變渾濁(或通入溴麝香草酚藍溶液,看其是否由藍變綠再變黃)運用酸性重鉻酸鉀,看是否由橙色變為灰綠色(4)略探究四[合作探究2]有氧呼吸無氧呼吸場所細胞質基質、線粒體細胞質基質條件O2、酶無O2、酶反應物C6H12O6、O2和H2OC6H12O6終產物CO2和H2O酒精和二氧化碳或乳酸[H]的產生有氧呼吸第一和其次階段無氧呼吸第一階段[H]作用與利用與O2結合成水與丙酮酸反應釋放能量多少多少合成ATP多少多少共同點(過程)第一階段完全相同;(條件)都須要多種酶的催化;(本質)都是氧化分解有機物,釋放